Σας ευχαριστούμε που επισκεφτήκατε το Nature.com.Η έκδοση του προγράμματος περιήγησης που χρησιμοποιείτε έχει περιορισμένη υποστήριξη CSS.Για την καλύτερη εμπειρία, συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε ένα ενημερωμένο πρόγραμμα περιήγησης (ή να απενεργοποιήσετε τη λειτουργία συμβατότητας στον Internet Explorer).Στο μεταξύ, για να διασφαλίσουμε τη συνεχή υποστήριξη, θα αποδώσουμε τον ιστότοπο χωρίς στυλ και JavaScript.
Το TiO2 είναι ένα ημιαγωγό υλικό που χρησιμοποιείται για φωτοηλεκτρική μετατροπή.Για να βελτιώσουν τη χρήση του φωτός, συντέθηκαν νανοσωματίδια νικελίου και θειούχου αργύρου στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων TiO2 με μια απλή μέθοδο εμβάπτισης και φωτοαναγωγής.Έχει πραγματοποιηθεί μια σειρά μελετών της καθοδικής προστατευτικής δράσης των νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2 σε ανοξείδωτο χάλυβα 304 και έχουν συμπληρωθεί τα χαρακτηριστικά μορφολογίας, σύνθεσης και φωτοαπορρόφησης των υλικών.Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα παρασκευασμένα νανοσύνθετα Ag/NiS/TiO2 μπορούν να παρέχουν την καλύτερη καθοδική προστασία για τον ανοξείδωτο χάλυβα 304 όταν ο αριθμός κύκλων εμποτισμού-καθίζησης θειούχου νικελίου είναι 6 και η συγκέντρωση φωτοαναγωγής νιτρικού αργύρου είναι 0,1M.
Η εφαρμογή ημιαγωγών τύπου n για φωτοκαθοδική προστασία με χρήση ηλιακού φωτός έχει γίνει ένα καυτό θέμα τα τελευταία χρόνια.Όταν διεγείρονται από το ηλιακό φως, τα ηλεκτρόνια από τη ζώνη σθένους (VB) ενός ημιαγωγού υλικού θα διεγείρονται στη ζώνη αγωγιμότητας (CB) για να δημιουργήσουν φωτογενή ηλεκτρόνια.Εάν το δυναμικό της ζώνης αγωγιμότητας του ημιαγωγού ή του νανοσύνθετου είναι πιο αρνητικό από το δυναμικό αυτο-εγχάραξης του δεσμευμένου μετάλλου, αυτά τα φωτοπαραγόμενα ηλεκτρόνια θα μεταφερθούν στην επιφάνεια του δεσμευμένου μετάλλου.Η συσσώρευση ηλεκτρονίων θα οδηγήσει σε καθοδική πόλωση του μετάλλου και θα παρέχει καθοδική προστασία του σχετικού μετάλλου1,2,3,4,5,6,7.Το υλικό ημιαγωγών θεωρείται θεωρητικά ως μη θυσιαζόμενη φωτοάνοδος, καθώς η ανοδική αντίδραση δεν αποικοδομεί το ίδιο το ημιαγωγικό υλικό, αλλά η οξείδωση του νερού μέσω φωτογεννημένων οπών ή προσροφημένων οργανικών ρύπων ή η παρουσία συλλεκτών για την παγίδευση φωτοπαραγόμενων οπών.Το πιο σημαντικό, το υλικό ημιαγωγών πρέπει να έχει δυναμικό CB που είναι πιο αρνητικό από το δυναμικό διάβρωσης του μετάλλου που προστατεύεται.Μόνο τότε μπορούν τα φωτοπαραγόμενα ηλεκτρόνια να περάσουν από τη ζώνη αγωγιμότητας του ημιαγωγού στο προστατευμένο μέταλλο. Οι μελέτες φωτοχημικής αντοχής στη διάβρωση έχουν επικεντρωθεί σε ανόργανα ημιαγωγικά υλικά τύπου n με μεγάλα κενά ζώνης (3,0–3,2EV)1,2,3,4,5,6,7, τα οποία ανταποκρίνονται μόνο στο υπεριώδες φως (< 400 nm), μειώνοντας τη διαθεσιμότητα φωτός. Οι μελέτες φωτοχημικής αντοχής στη διάβρωση έχουν επικεντρωθεί σε ανόργανα ημιαγωγικά υλικά τύπου n με μεγάλα κενά ζώνης (3,0–3,2EV)1,2,3,4,5,6,7, τα οποία ανταποκρίνονται μόνο στο υπεριώδες φως (< 400 nm), μειώνοντας τη διαθεσιμότητα φωτός. 1,0–3,2 EV)1,2,3,4,5,6,7, 1,2,3,4,5,6,7 лучение (< 400 nm), уменьшение доступности света. Η έρευνα για την αντοχή στη φωτοχημική διάβρωση έχει επικεντρωθεί σε ανόργανα ημιαγωγικά υλικά τύπου n με μεγάλο διάκενο ζώνης (3,0–3,2 EV)1,2,3,4,5,6,7 που ανταποκρίνονται μόνο στην υπεριώδη ακτινοβολία (< 400 nm), μειωμένη διαθεσιμότητα φωτός.光化学耐腐蚀性研究主要集中在具有宽带隙(3.0–3.2EV)1,2,3,4,5,6,7 的无机 n 型些材料仅对紫外光（< 400 nm）有响应，减少光的可用性。光 化学 耐腐 蚀性 研究 主要 在 具有 宽带隙 宽带隙 宽带隙 (3.0–3.2ev) 1,7,6, 有 1,5,6,3型 材料 上 ， 这些 材料 仅 对 (<400 nm) 有 有有响应，减少光的可用性。 Исследования стойкости к фотохимической коррозии во βασικά μεσοπρόθεσμα των μη οργανικών συναισθημάτων n-typa με ευρεία ζώνη ζώνης (3,0–3,2EV)1,2,3,4,5,6,7 ю (<400 nm). Η έρευνα για την αντοχή στη φωτοχημική διάβρωση έχει επικεντρωθεί κυρίως σε ανόργανα υλικά ημιαγωγών τύπου n ευρείας ζώνης (3,0–3,2EV) 1,2,3,4,5,6,7 που είναι ευαίσθητα μόνο στην υπεριώδη ακτινοβολία.(<400 nm).Ως απόκριση, η διαθεσιμότητα φωτός μειώνεται.
Στον τομέα της θαλάσσιας προστασίας από τη διάβρωση, η τεχνολογία φωτοηλεκτροχημικής καθοδικής προστασίας παίζει βασικό ρόλο.Το TiO2 είναι ένα ημιαγωγό υλικό με εξαιρετική απορρόφηση του φωτός UV και φωτοκαταλυτικές ιδιότητες.Ωστόσο, λόγω του χαμηλού ρυθμού χρήσης του φωτός, οι οπές ηλεκτρονίων που δημιουργούνται φωτοσυνδυάζονται εύκολα και δεν μπορούν να θωρακιστούν υπό συνθήκες σκότους.Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να βρεθεί μια λογική και εφικτή λύση.Έχει αναφερθεί ότι πολλές μέθοδοι τροποποίησης επιφάνειας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της φωτοευαισθησίας του TiO2, όπως το ντόπινγκ με Fe, N και η ανάμειξη με Ni3S2, Bi2Se3, CdTe κ.λπ. Ως εκ τούτου, το σύνθετο TiO2 με υλικά με υψηλή απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα της φωτοπαραγόμενης καθοδικής προστασίας..
Το θειούχο νικέλιο είναι ένα ημιαγωγό υλικό με στενό διάκενο ζώνης μόνο 1,24 eV8,9.Όσο στενότερο είναι το χάσμα της ζώνης, τόσο ισχυρότερη είναι η χρήση του φωτός.Μετά την ανάμιξη του θειούχου νικελίου με την επιφάνεια του διοξειδίου του τιτανίου, ο βαθμός χρήσης του φωτός μπορεί να αυξηθεί.Σε συνδυασμό με το διοξείδιο του τιτανίου, μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την απόδοση διαχωρισμού των φωτοπαραγόμενων ηλεκτρονίων και οπών.Το θειούχο νικέλιο χρησιμοποιείται ευρέως στην ηλεκτροκαταλυτική παραγωγή υδρογόνου, στις μπαταρίες και στην αποσύνθεση ρύπων8,9,10.Ωστόσο, η χρήση του στην προστασία φωτοκαθόδου δεν έχει ακόμη αναφερθεί.Σε αυτή τη μελέτη, επιλέχθηκε ένα υλικό ημιαγωγού στενού κενού ζώνης για να λύσει το πρόβλημα της χαμηλής απόδοσης χρήσης φωτός TiO2.Τα νανοσωματίδια νικελίου και θειούχου αργύρου δεσμεύτηκαν στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων TiO2 με μεθόδους εμβάπτισης και φωτοαναγωγής, αντίστοιχα.Το νανοσύνθετο Ag/NiS/TiO2 βελτιώνει την αποδοτικότητα χρήσης του φωτός και επεκτείνει το εύρος απορρόφησης φωτός από την υπεριώδη περιοχή στην ορατή περιοχή.Εν τω μεταξύ, η εναπόθεση νανοσωματιδίων αργύρου δίνει στο νανοσύνθετο Ag/NiS/TiO2 εξαιρετική οπτική σταθερότητα και σταθερή καθοδική προστασία.
Αρχικά, ένα φύλλο τιτανίου πάχους 0,1 mm με καθαρότητα 99,9% κόπηκε σε μέγεθος 30 mm x 10 mm για πειράματα.Στη συνέχεια, κάθε επιφάνεια του φύλλου τιτανίου γυαλίστηκε 100 φορές με γυαλόχαρτο 2500 grit και στη συνέχεια πλύθηκε διαδοχικά με ακετόνη, απόλυτη αιθανόλη και απεσταγμένο νερό.Τοποθετήστε την πλάκα τιτανίου σε ένα μείγμα 85 °C (υδροξείδιο του νατρίου: ανθρακικό νάτριο: νερό = 5:2:100) για 90 λεπτά, αφαιρέστε και ξεπλύνετε με απεσταγμένο νερό.Η επιφάνεια χαράχθηκε με διάλυμα HF (HF:H2O = 1:5) για 1 λεπτό, στη συνέχεια πλύθηκε εναλλάξ με ακετόνη, αιθανόλη και απεσταγμένο νερό και τελικά στέγνωσε για χρήση.Τα νανοσύρματα διοξειδίου του τιτανίου κατασκευάστηκαν γρήγορα στην επιφάνεια του φύλλου τιτανίου με μια διαδικασία ανοδίωσης ενός σταδίου.Για την ανοδίωση, χρησιμοποιείται ένα παραδοσιακό σύστημα δύο ηλεκτροδίων, το ηλεκτρόδιο εργασίας είναι ένα φύλλο τιτανίου και το αντίθετο ηλεκτρόδιο είναι ένα ηλεκτρόδιο πλατίνας.Τοποθετήστε την πλάκα τιτανίου σε 400 ml διαλύματος NaOH 2 M με σφιγκτήρες ηλεκτροδίων.Το ρεύμα τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος είναι σταθερό περίπου στα 1,3 Α. Η θερμοκρασία του διαλύματος διατηρήθηκε στους 80°C για 180 λεπτά κατά τη διάρκεια της συστημικής αντίδρασης.Το φύλλο τιτανίου αφαιρέθηκε, πλύθηκε με ακετόνη και αιθανόλη, πλύθηκε με απεσταγμένο νερό και ξηράνθηκε φυσικά.Κατόπιν τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε κλίβανο σιγαστήρα στους 450°C (ρυθμός θέρμανσης 5°C/λεπτό), διατηρήθηκαν σε σταθερή θερμοκρασία για 120 λεπτά και τοποθετήθηκαν σε δίσκο ξήρανσης.
Το σύνθετο σουλφίδιο νικελίου-διοξειδίου του τιτανίου ελήφθη με μια απλή και εύκολη μέθοδο εμβάπτισης.Πρώτα, το νιτρικό νικέλιο (0,03 Μ) διαλύθηκε σε αιθανόλη και διατηρήθηκε υπό μαγνητική ανάδευση για 20 λεπτά για να ληφθεί ένα διάλυμα αιθανόλης νιτρικού νικελίου.Στη συνέχεια, παρασκευάστε θειούχο νάτριο (0,03 Μ) με μικτό διάλυμα μεθανόλης (μεθανόλη:νερό = 1:1).Στη συνέχεια, τα δισκία διοξειδίου του τιτανίου τοποθετήθηκαν στο διάλυμα που παρασκευάστηκε παραπάνω, αφαιρέθηκαν μετά από 4 λεπτά και πλύθηκαν γρήγορα με ένα μικτό διάλυμα μεθανόλης και νερού (μεθανόλη:νερό=1:1) για 1 λεπτό.Αφού στεγνώσει η επιφάνεια, τα δισκία τοποθετήθηκαν σε κλίβανο σιγαστήρα, θερμάνθηκαν υπό κενό στους 380°C για 20 λεπτά, ψύχθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου και ξηράνθηκαν.Αριθμός κύκλων 2, 4, 6 και 8.
Νανοσωματίδια Ag τροποποιημένα νανοσύνθετα Ag/NiS/TiO2 με φωτοαναγωγή12,13.Το προκύπτον νανοσύνθετο Ag/NiS/TiO2 τοποθετήθηκε στο διάλυμα νιτρικού αργύρου που ήταν απαραίτητο για το πείραμα.Στη συνέχεια τα δείγματα ακτινοβολήθηκαν με υπεριώδες φως για 30 λεπτά, οι επιφάνειές τους καθαρίστηκαν με απιονισμένο νερό και λήφθηκαν νανοσύνθετα Ag/NiS/TiO2 με φυσική ξήρανση.Η πειραματική διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω φαίνεται στο Σχήμα 1.
Τα νανοσύνθετα Ag/NiS/TiO2 έχουν χαρακτηριστεί κυρίως από ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης εκπομπών πεδίου (FESEM), φασματοσκοπία διασποράς ενέργειας (EDS), φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων ακτίνων Χ (XPS) και διάχυτη ανάκλαση στο υπεριώδες και ορατό εύρος (UV-Vis).Το FESEM πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο Nova NanoSEM 450 (FEI Corporation, USA).Τάση επιτάχυνσης 1 kV, μέγεθος σποτ 2.0.Η συσκευή χρησιμοποιεί έναν ανιχνευτή CBS για να λαμβάνει δευτερεύοντα και οπισθοσκεδασμένα ηλεκτρόνια για ανάλυση τοπογραφίας.Το EMF πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας ένα σύστημα EMF Oxford X-Max N50 (Oxford Instruments Technology Co., Ltd.) με τάση επιτάχυνσης 15 kV και μέγεθος σποτ 3,0.Ποιοτική και ποσοτική ανάλυση με χρήση χαρακτηριστικών ακτίνων Χ.Η φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίου ακτίνων Χ πραγματοποιήθηκε σε φασματόμετρο Escalab 250Xi (Thermo Fisher Scientific Corporation, ΗΠΑ) που λειτουργεί σε λειτουργία σταθερής ενέργειας με ισχύ διέγερσης 150 W και μονοχρωματική ακτινοβολία Al Kα (1486,6 eV) ως πηγή διέγερσης.Το πλήρες εύρος σάρωσης 0–1600 eV, συνολική ενέργεια 50 eV, πλάτος βήματος 1,0 eV και ακάθαρτος άνθρακας (~284,8 eV) χρησιμοποιήθηκαν ως αναφορές διόρθωσης δεσμευτικού ενεργειακού φορτίου.Η ενέργεια διέλευσης για στενή σάρωση ήταν 20 eV με βήμα 0,05 eV.Η φασματοσκοπία διάχυτης ανάκλασης στην περιοχή που είναι ορατή με υπεριώδη ακτινοβολία διεξήχθη σε φασματόμετρο Cary 5000 (Varian, ΗΠΑ) με τυπική πλάκα θειικού βαρίου στην περιοχή σάρωσης 10-80°.
Σε αυτή την εργασία, η σύνθεση (ποσοστό βάρους) του ανοξείδωτου χάλυβα 304 είναι 0,08 C, 1,86 Mn, 0,72 Si, 0,035 P, 0,029 s, 18,25 Cr, 8,5 Ni, και το υπόλοιπο είναι Fe.10mm x 10mm x 10mm από ανοξείδωτο ατσάλι 304, εποξειδική γλάστρα με εκτεθειμένη επιφάνεια 1 cm2.Η επιφάνειά του τρίφτηκε με γυαλόχαρτο καρβιδίου του πυριτίου 2400 grit και πλύθηκε με αιθανόλη.Στη συνέχεια, ο ανοξείδωτος χάλυβας υποβλήθηκε σε επεξεργασία με υπερήχους σε απιονισμένο νερό για 5 λεπτά και στη συνέχεια αποθηκεύτηκε σε φούρνο.
Στο πείραμα OCP, 304 ανοξείδωτος χάλυβας και μια φωτοάνοδος Ag/NiS/TiO2 τοποθετήθηκαν σε μια κυψέλη διάβρωσης και μια κυψέλη φωτοανόδου, αντίστοιχα (Εικ. 2).Η κυψέλη διάβρωσης γεμίστηκε με ένα διάλυμα NaCl 3,5% και 0,25 Μ Na2S03 χύθηκε στο κελί φωτοανόδου ως παγίδα οπής.Οι δύο ηλεκτρολύτες διαχωρίστηκαν από το μίγμα χρησιμοποιώντας μια μεμβράνη ναφθόλης.Το OCP μετρήθηκε σε ηλεκτροχημικό σταθμό εργασίας (P4000+, ΗΠΑ).Το ηλεκτρόδιο αναφοράς ήταν ένα κορεσμένο ηλεκτρόδιο καλομέλας (SCE).Μια πηγή φωτός (λάμπα ξένον, PLS-SXE300C, Poisson Technologies Co., Ltd.) και μια πλάκα αποκοπής 420 τοποθετήθηκαν στην έξοδο της πηγής φωτός, επιτρέποντας στο ορατό φως να περάσει μέσα από το γυαλί χαλαζία προς τη φωτοάνοδο.Το ηλεκτρόδιο από ανοξείδωτο χάλυβα 304 συνδέεται με τη φωτοάνοδο με χάλκινο σύρμα.Πριν από το πείραμα, το ηλεκτρόδιο από ανοξείδωτο χάλυβα 304 εμποτίστηκε σε διάλυμα NaCl 3,5% για 2 ώρες για να διασφαλιστεί η σταθερή κατάσταση.Στην αρχή του πειράματος, όταν το φως ανάβει και σβήνει, τα διεγερμένα ηλεκτρόνια της φωτοανόδου φτάνουν στην επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα 304 μέσω του σύρματος.
Σε πειράματα σχετικά με την πυκνότητα φωτορεύματος, οι φωτοάνοδοι 304SS και Ag/NiS/TiO2 τοποθετήθηκαν σε κελιά διάβρωσης και φωτοανόδους, αντίστοιχα (Εικ. 3).Η πυκνότητα φωτορεύματος μετρήθηκε στην ίδια ρύθμιση με το OCP.Για να ληφθεί η πραγματική πυκνότητα φωτορεύματος μεταξύ του ανοξείδωτου χάλυβα 304 και της φωτοάνοδος, χρησιμοποιήθηκε ένας ποτενσιοστάτης ως αμπερόμετρο μηδενικής αντίστασης για τη σύνδεση του ανοξείδωτου χάλυβα 304 και της φωτοάνοδος υπό μη πολωμένες συνθήκες.Για να γίνει αυτό, τα ηλεκτρόδια αναφοράς και μετρητή στην πειραματική διάταξη βραχυκυκλώθηκαν, έτσι ώστε ο ηλεκτροχημικός σταθμός εργασίας να λειτουργήσει ως αμπερόμετρο μηδενικής αντίστασης που μπορούσε να μετρήσει την πραγματική πυκνότητα ρεύματος.Το ηλεκτρόδιο από ανοξείδωτο χάλυβα 304 συνδέεται με τη γείωση του ηλεκτροχημικού σταθμού εργασίας και η φωτοάνοδος συνδέεται με τον σφιγκτήρα του ηλεκτροδίου εργασίας.Στην αρχή του πειράματος, όταν το φως ανάβει και σβήνει, τα διεγερμένα ηλεκτρόνια της φωτοανόδου μέσω του σύρματος φτάνουν στην επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα 304.Αυτή τη στιγμή, μπορεί να παρατηρηθεί μια αλλαγή στην πυκνότητα φωτορεύματος στην επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα 304.
Για τη μελέτη της απόδοσης καθοδικής προστασίας των νανοσύνθετων σε ανοξείδωτο χάλυβα 304, δοκιμάστηκαν αλλαγές στο δυναμικό φωτοϊοντισμού του ανοξείδωτου χάλυβα 304 και των νανοσύνθετων, καθώς και αλλαγές στην πυκνότητα ρεύματος φωτοϊονισμού μεταξύ νανοσύνθετων και ανοξείδωτου χάλυβα 304.
Στο σχ.Το σχήμα 4 δείχνει αλλαγές στο δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος του ανοξείδωτου χάλυβα 304 και των νανοσύνθετων υλικών υπό ακτινοβολία ορατού φωτός και υπό συνθήκες σκότους.Στο σχ.Το Σχήμα 4α δείχνει την επίδραση του χρόνου απόθεσης NiS με βύθιση στο δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος, και το Σχ.Το 4b δείχνει την επίδραση της συγκέντρωσης νιτρικού αργύρου στο δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος κατά τη φωτοαναγωγή.Στο σχ.Το 4α δείχνει ότι το δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος του νανοσύνθετου υλικού NiS/TiO2 που είναι συνδεδεμένο με ανοξείδωτο χάλυβα 304 μειώνεται σημαντικά τη στιγμή που ανάβει ο λαμπτήρας σε σύγκριση με το σύνθετο θειούχου νικελίου.Επιπλέον, το δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος είναι πιο αρνητικό από αυτό των καθαρών νανοσυρμάτων TiO2, υποδεικνύοντας ότι το σύνθετο θειούχο νικέλιο παράγει περισσότερα ηλεκτρόνια και βελτιώνει το φαινόμενο προστασίας φωτοκαθόδου από το TiO2.Ωστόσο, στο τέλος της έκθεσης, το δυναμικό χωρίς φορτίο αυξάνεται γρήγορα στο δυναμικό μη φορτίου του ανοξείδωτου χάλυβα, υποδεικνύοντας ότι το θειούχο νικέλιο δεν έχει αποτέλεσμα αποθήκευσης ενέργειας.Η επίδραση του αριθμού των κύκλων απόθεσης βύθισης στο δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος μπορεί να παρατηρηθεί στο Σχ. 4α.Σε χρόνο εναπόθεσης 6, το ακραίο δυναμικό του νανοσύνθετου φθάνει τα -550 mV σε σχέση με το κορεσμένο ηλεκτρόδιο καλομέλας και το δυναμικό του νανοσύνθετου που εναποτίθεται κατά συντελεστή 6 είναι σημαντικά χαμηλότερο από αυτό του νανοσύνθετου υπό άλλες συνθήκες.Έτσι, τα νανοσύνθετα NiS/TiO2 που ελήφθησαν μετά από 6 κύκλους εναπόθεσης παρείχαν την καλύτερη καθοδική προστασία για τον ανοξείδωτο χάλυβα 304.
Αλλαγές στο OCP ηλεκτροδίων ανοξείδωτου χάλυβα 304 με νανοσύνθετα NiS/TiO2 (α) και νανοσύνθετα Ag/NiS/TiO2 (β) με και χωρίς φωτισμό (λ > 400 nm).
Όπως φαίνεται στο σχ.4β, το δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος των νανοσύνθετων από ανοξείδωτο χάλυβα 304 και Ag/NiS/TiO2 μειώθηκε σημαντικά όταν εκτέθηκε στο φως.Μετά την επιφανειακή εναπόθεση νανοσωματιδίων αργύρου, το δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος μειώθηκε σημαντικά σε σύγκριση με τα καθαρά νανοσύρματα TiO2.Το δυναμικό του νανοσύνθετου NiS/TiO2 είναι πιο αρνητικό, υποδεικνύοντας ότι η καθοδική προστατευτική δράση του TiO2 βελτιώνεται σημαντικά μετά την απόθεση νανοσωματιδίων Ag.Το δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος αυξήθηκε γρήγορα στο τέλος της έκθεσης και σε σύγκριση με το κορεσμένο ηλεκτρόδιο καλομέλας, το δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος μπορούσε να φτάσει -580 mV, το οποίο ήταν χαμηλότερο από αυτό του ανοξείδωτου χάλυβα 304 (-180 mV).Αυτό το αποτέλεσμα δείχνει ότι το νανοσύνθετο έχει μια αξιοσημείωτη επίδραση αποθήκευσης ενέργειας μετά την απόθεση σωματιδίων αργύρου στην επιφάνειά του.Στο σχ.Το 4b δείχνει επίσης την επίδραση της συγκέντρωσης νιτρικού αργύρου στο δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος.Σε συγκέντρωση νιτρικού αργύρου 0,1 Μ, το περιοριστικό δυναμικό σε σχέση με ένα κορεσμένο ηλεκτρόδιο καλομέλας φτάνει τα -925 mV.Μετά από 4 κύκλους εφαρμογής, το δυναμικό παρέμεινε στο επίπεδο μετά την πρώτη εφαρμογή, γεγονός που υποδηλώνει την εξαιρετική σταθερότητα του νανοσύνθετου υλικού.Έτσι, σε συγκέντρωση νιτρικού αργύρου 0,1 M, το νανοσύνθετο Ag/NiS/TiO2 που προκύπτει έχει την καλύτερη καθοδική προστατευτική επίδραση στον ανοξείδωτο χάλυβα 304.
Η εναπόθεση NiS στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων TiO2 βελτιώνεται σταδιακά με την αύξηση του χρόνου εναπόθεσης NiS.Όταν το ορατό φως χτυπά την επιφάνεια του νανοσύρματος, περισσότερες ενεργές θέσεις θειούχου νικελίου διεγείρονται για τη δημιουργία ηλεκτρονίων και το δυναμικό φωτοϊοντισμού μειώνεται περισσότερο.Ωστόσο, όταν τα νανοσωματίδια θειούχου νικελίου εναποτίθενται υπερβολικά στην επιφάνεια, το διεγερμένο θειούχο νικέλιο μειώνεται αντί αυτού, το οποίο δεν συμβάλλει στην απορρόφηση του φωτός.Αφού τα σωματίδια αργύρου εναποτεθούν στην επιφάνεια, λόγω του φαινομένου συντονισμού του επιφανειακού πλασμονίου των σωματιδίων αργύρου, τα δημιουργούμενα ηλεκτρόνια θα μεταφερθούν γρήγορα στην επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα 304, με αποτέλεσμα εξαιρετικό αποτέλεσμα καθοδικής προστασίας.Όταν εναποτίθενται πάρα πολλά σωματίδια αργύρου στην επιφάνεια, τα σωματίδια αργύρου γίνονται σημείο ανασυνδυασμού για φωτοηλεκτρόνια και οπές, κάτι που δεν συμβάλλει στη δημιουργία φωτοηλεκτρονίων.Συμπερασματικά, τα νανοσύνθετα Ag/NiS/TiO2 μπορούν να παρέχουν την καλύτερη καθοδική προστασία για τον ανοξείδωτο χάλυβα 304 μετά από 6-πλάσια εναπόθεση θειούχου νικελίου υπό νιτρικό άργυρο 0,1 M.
Η τιμή της πυκνότητας φωτορεύματος αντιπροσωπεύει τη διαχωριστική ισχύ των φωτοπαραγόμενων ηλεκτρονίων και οπών και όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα φωτορεύματος, τόσο ισχυρότερη είναι η διαχωριστική ισχύς των φωτοπαραγόμενων ηλεκτρονίων και οπών.Υπάρχουν πολλές μελέτες που δείχνουν ότι το NiS χρησιμοποιείται ευρέως στη σύνθεση φωτοκαταλυτικών υλικών για τη βελτίωση των φωτοηλεκτρικών ιδιοτήτων των υλικών και τον διαχωρισμό των οπών15,16,17,18,19,20.Οι Chen et al.μελέτησε το γραφένιο χωρίς ευγενή μέταλλα και τα σύνθετα υλικά g-C3N4 συν-τροποποιημένα με NiS15.Η μέγιστη ένταση του φωτορεύματος του τροποποιημένου g-C3N4/0,25%RGO/3%NiS είναι 0,018 μA/cm2.Οι Chen et al.μελέτησε το CdSe-NiS με πυκνότητα φωτορεύματος περίπου 10 μA/cm2.16.Οι Liu et al.συνέθεσε ένα σύνθετο CdS@NiS με πυκνότητα φωτορεύματος 15 μΑ/cm218.Ωστόσο, δεν έχει ακόμη αναφερθεί η χρήση του NiS για φωτοκαθοδική προστασία.Στη μελέτη μας, η πυκνότητα φωτορεύματος του TiO2 αυξήθηκε σημαντικά με την τροποποίηση του NiS.Στο σχ.5 δείχνει αλλαγές στην πυκνότητα φωτορεύματος του ανοξείδωτου χάλυβα 304 και των νανοσύνθετων σε συνθήκες ορατού φωτός και χωρίς φωτισμό.Όπως φαίνεται στο σχ.5α, η πυκνότητα φωτορεύματος του νανοσύνθετου NiS/TiO2 αυξάνεται γρήγορα τη στιγμή που ανάβει το φως και η πυκνότητα φωτορεύματος είναι θετική, υποδεικνύοντας τη ροή ηλεκτρονίων από το νανοσύνθετο στην επιφάνεια μέσω του ηλεκτροχημικού σταθμού εργασίας.304 ανοξείδωτο ατσάλι.Μετά την παρασκευή των σύνθετων υλικών θειούχου νικελίου, η πυκνότητα φωτορεύματος είναι μεγαλύτερη από αυτή των καθαρών νανοσυρμάτων TiO2.Η πυκνότητα φωτορεύματος του NiS φτάνει τα 220 μA/cm2, που είναι 6,8 φορές υψηλότερη από αυτή των νανοσυρμάτων TiO2 (32 μA/cm2), όταν το NiS βυθίζεται και εναποτίθεται 6 φορές.Όπως φαίνεται στο σχ.5β, η πυκνότητα φωτορεύματος μεταξύ του νανοσύνθετου υλικού Ag/NiS/TiO2 και του ανοξείδωτου χάλυβα 304 ήταν σημαντικά υψηλότερη από ό,τι μεταξύ του καθαρού TiO2 και του νανοσύνθετου NiS/TiO2 όταν ήταν ενεργοποιημένο κάτω από μια λάμπα xenon.Στο σχ.Το Σχήμα 5β δείχνει επίσης την επίδραση της συγκέντρωσης AgNO στην πυκνότητα φωτορεύματος κατά τη φωτοαναγωγή.Σε συγκέντρωση νιτρικού αργύρου 0,1 M, η πυκνότητα φωτορεύματός του φτάνει τα 410 μA/cm2, που είναι 12,8 φορές υψηλότερη από αυτή των νανοσυρμάτων TiO2 (32 μA/cm2) και 1,8 φορές μεγαλύτερη από αυτή των νανοσύνθετων NiS/TiO2.Ένα ηλεκτρικό πεδίο ετεροσύνδεσης σχηματίζεται στη νανοσύνθετη διεπιφάνεια Ag/NiS/TiO2, το οποίο διευκολύνει τον διαχωρισμό των φωτοπαραγόμενων ηλεκτρονίων από τις οπές.
Αλλαγές στην πυκνότητα φωτορεύματος ενός ηλεκτροδίου από ανοξείδωτο χάλυβα 304 με (α) νανοσύνθετο NiS/TiO2 και (β) νανοσύνθετο Ag/NiS/TiO2 με και χωρίς φωτισμό (λ > 400 nm).
Έτσι, μετά από 6 κύκλους εμβάπτισης-απόθεσης θειούχου νικελίου σε συμπυκνωμένο νιτρικό άργυρο 0,1 M, η πυκνότητα φωτορεύματος μεταξύ νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2 και ανοξείδωτου χάλυβα 304 φτάνει τα 410 μA/cm2, που είναι υψηλότερη από αυτή της κορεσμένης καλομέλας.ηλεκτρόδια φτάνει τα -925 mV.Υπό αυτές τις συνθήκες, ο ανοξείδωτος χάλυβας 304 σε συνδυασμό με Ag/NiS/TiO2 μπορεί να προσφέρει την καλύτερη καθοδική προστασία.
Στο σχ.Το 6 δείχνει εικόνες επιφανειακών ηλεκτρονικών μικροσκοπίων από καθαρά νανοσύρματα διοξειδίου του τιτανίου, σύνθετα νανοσωματίδια θειούχου νικελίου και νανοσωματίδια αργύρου υπό βέλτιστες συνθήκες.Στο σχ.Τα σχήματα 6a, d δείχνουν καθαρά νανοσύρματα TiO2 που λαμβάνονται με ανοδίωση ενός σταδίου.Η επιφανειακή κατανομή των νανοσυρμάτων διοξειδίου του τιτανίου είναι ομοιόμορφη, οι δομές των νανοσυρμάτων είναι κοντά το ένα στο άλλο και η κατανομή μεγέθους πόρων είναι ομοιόμορφη.Τα σχήματα 6b και e είναι μικρογραφίες ηλεκτρονίων του διοξειδίου του τιτανίου μετά από 6-πλάσιο εμποτισμό και εναπόθεση σύνθετων υλικών θειούχου νικελίου.Από μια ηλεκτρονική μικροσκοπική εικόνα που μεγεθύνεται 200.000 φορές στο Σχήμα 6e, μπορεί να φανεί ότι τα σύνθετα νανοσωματίδια θειούχου νικελίου είναι σχετικά ομοιογενή και έχουν μεγάλο μέγεθος σωματιδίων περίπου 100-120 nm σε διάμετρο.Μερικά νανοσωματίδια μπορούν να παρατηρηθούν στη χωρική θέση των νανοσυρμάτων και τα νανοσύρματα διοξειδίου του τιτανίου είναι καθαρά ορατά.Στο σχ.Τα σχήματα 6c,f δείχνουν ηλεκτρονιακές μικροσκοπικές εικόνες νανοσύνθετων NiS/TiO2 σε συγκέντρωση AgNO 0,1 M. Σε σύγκριση με τα Σχ.6β και εικ.6ε, εικ.6c και σχ.6f δείχνουν ότι τα νανοσωματίδια Ag εναποτίθενται στην επιφάνεια του σύνθετου υλικού, με τα νανοσωματίδια Ag να κατανέμονται ομοιόμορφα με διάμετρο περίπου 10 nm.Στο σχ.Το σχήμα 7 δείχνει μια διατομή νανοφίλμ Ag/NiS/TiO2 που υποβλήθηκε σε 6 κύκλους εναπόθεσης εμβάπτισης NiS σε συγκέντρωση AgNO3 0,1 M. Από εικόνες υψηλής μεγέθυνσης, το μετρούμενο πάχος φιλμ ήταν 240-270 nm.Έτσι, τα νανοσωματίδια νικελίου και θειούχου αργύρου συναρμολογούνται στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων TiO2.
Καθαρό TiO2 (a, d), νανοσύνθετα NiS/TiO2 με 6 κύκλους εναπόθεσης εμβάπτισης NiS (b, e) και Ag/NiS/NiS με 6 κύκλους εναπόθεσης εμβάπτισης NiS σε εικόνες AgNO3 SEM 0,1 M νανοσύνθετων TiO2 (c , e).
Διατομή νανοφίλμ Ag/NiS/TiO2 που υποβλήθηκε σε 6 κύκλους εναπόθεσης εμβάπτισης NiS σε συγκέντρωση AgNO3 0,1 M.
Στο σχ.8 δείχνει την επιφανειακή κατανομή των στοιχείων στην επιφάνεια των νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2 που ελήφθησαν από 6 κύκλους εναπόθεσης θειούχου νικελίου σε συγκέντρωση νιτρικού αργύρου 0,1 M. Η επιφανειακή κατανομή των στοιχείων δείχνει ότι ανιχνεύθηκαν Ti, O, Ni, S και Ag.χρησιμοποιώντας ενεργειακή φασματοσκοπία.Ως προς το περιεχόμενο, το Ti και το O είναι τα πιο κοινά στοιχεία στην κατανομή, ενώ το Ni και το S είναι περίπου τα ίδια, αλλά η περιεκτικότητά τους είναι πολύ χαμηλότερη από το Ag.Μπορεί επίσης να αποδειχθεί ότι η ποσότητα των επιφανειακών σύνθετων νανοσωματιδίων αργύρου είναι μεγαλύτερη από αυτή του θειούχου νικελίου.Η ομοιόμορφη κατανομή των στοιχείων στην επιφάνεια δείχνει ότι το νικέλιο και το θειούχο άργυρο συνδέονται ομοιόμορφα στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων TiO2.Πραγματοποιήθηκε επιπλέον φασματοσκοπική ανάλυση φωτοηλεκτρονίων ακτίνων Χ για την ανάλυση της ειδικής σύνθεσης και της κατάστασης δέσμευσης των ουσιών.
Κατανομή στοιχείων (Ti, O, Ni, S και Ag) των νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2 σε συγκέντρωση AgNO3 0,1 M για 6 κύκλους εναπόθεσης εμβάπτισης NiS.
Στο σχ.Το σχήμα 9 δείχνει τα φάσματα XPS των νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2 που ελήφθησαν χρησιμοποιώντας 6 κύκλους εναπόθεσης θειούχου νικελίου με εμβάπτιση σε 0,1 M AgNO3, όπου το Σχ.Το 9a είναι το πλήρες φάσμα και τα υπόλοιπα φάσματα είναι φάσματα υψηλής ανάλυσης των στοιχείων.Όπως φαίνεται από το πλήρες φάσμα στο Σχήμα 9α, κορυφές απορρόφησης Ti, O, Ni, S και Ag βρέθηκαν στο νανοσύνθετο, γεγονός που αποδεικνύει την ύπαρξη αυτών των πέντε στοιχείων.Τα αποτελέσματα των δοκιμών ήταν σύμφωνα με το EDS.Η περίσσεια κορυφής στο Σχήμα 9α είναι η κορυφή άνθρακα που χρησιμοποιείται για τη διόρθωση της ενέργειας δέσμευσης του δείγματος.Στο σχ.Το 9b δείχνει ένα ενεργειακό φάσμα υψηλής ανάλυσης Ti.Οι κορυφές απορρόφησης των τροχιακών 2p βρίσκονται στα 459,32 και 465 eV, που αντιστοιχούν στην απορρόφηση των τροχιακών Ti 2p3/2 και Ti 2p1/2.Δύο κορυφές απορρόφησης αποδεικνύουν ότι το τιτάνιο έχει σθένος Ti4+, το οποίο αντιστοιχεί σε Ti σε TiO2.
Φάσματα XPS μετρήσεων Ag/NiS/TiO2 (α) και φάσματα XPS υψηλής ανάλυσης Ti2p(b), O1s(c), Ni2p(d), S2p(e) και Ag 3d(f).
Στο σχ.Το 9d δείχνει ένα ενεργειακό φάσμα Ni υψηλής ανάλυσης με τέσσερις κορυφές απορρόφησης για το τροχιακό Ni 2p.Οι κορυφές απορρόφησης στα 856 και 873,5 eV αντιστοιχούν στα τροχιακά Ni 2p3/2 και Ni 2p1/2 8,10, όπου οι κορυφές απορρόφησης ανήκουν στο NiS.Οι κορυφές απορρόφησης στα 881 και 863 eV αφορούν το νιτρικό νικέλιο και προκαλούνται από το αντιδραστήριο νιτρικού νικελίου κατά την προετοιμασία του δείγματος.Στο σχ.Το 9e δείχνει ένα φάσμα S υψηλής ανάλυσης.Οι κορυφές απορρόφησης των τροχιακών S 2p βρίσκονται στα 161,5 και 168,1 eV, που αντιστοιχούν στα τροχιακά S 2p3/2 και S 2p1/2 21, 22, 23, 24. Αυτές οι δύο κορυφές ανήκουν σε ενώσεις θειούχου νικελίου.Οι κορυφές απορρόφησης στα 169,2 και 163,4 eV αφορούν το αντιδραστήριο θειούχου νατρίου.Στο σχ.Το 9f δείχνει ένα φάσμα Ag υψηλής ανάλυσης στο οποίο οι κορυφές 3d τροχιακής απορρόφησης του αργύρου βρίσκονται στα 368,2 και 374,5 eV, αντίστοιχα, και δύο κορυφές απορρόφησης αντιστοιχούν στις τροχιές απορρόφησης του Ag 3d5/2 και του Ag 3d3/212 σε αυτές τις θέσεις, αποδεικνύουν ότι υπάρχουν σε αυτές τις θέσεις. στοιχειώδες ασήμι.Έτσι, τα νανοσύνθετα αποτελούνται κυρίως από Ag, NiS και TiO2, κάτι που προσδιορίστηκε με φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων ακτίνων Χ, η οποία απέδειξε ότι τα νανοσωματίδια νικελίου και θειούχου αργύρου συνδυάστηκαν με επιτυχία στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων TiO2.
Στο σχ.Το 10 δείχνει τα φάσματα διάχυτης ανάκλασης UV-VIS πρόσφατα παρασκευασμένων νανοσυρμάτων TiO2, νανοσύνθετων NiS/TiO2 και νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2.Μπορεί να φανεί από το σχήμα ότι το όριο απορρόφησης των νανοσυρμάτων TiO2 είναι περίπου 390 nm και το απορροφούμενο φως συγκεντρώνεται κυρίως στην υπεριώδη περιοχή.Μπορεί να φανεί από το σχήμα ότι μετά τον συνδυασμό νανοσωματιδίων νικελίου και θειούχου αργύρου στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων διοξειδίου του τιτανίου 21, 22, το απορροφούμενο φως διαδίδεται στην περιοχή του ορατού φωτός.Ταυτόχρονα, το νανοσύνθετο έχει αυξημένη απορρόφηση υπεριώδους ακτινοβολίας, η οποία συνδέεται με ένα στενό διάκενο της ζώνης θειούχου νικελίου.Όσο στενότερο είναι το χάσμα ζώνης, τόσο χαμηλότερο είναι το ενεργειακό φράγμα για ηλεκτρονικές μεταβάσεις και τόσο υψηλότερος είναι ο βαθμός χρήσης του φωτός.Μετά την ένωση της επιφάνειας NiS/TiO2 με νανοσωματίδια αργύρου, η ένταση απορρόφησης και το μήκος κύματος φωτός δεν αυξήθηκαν σημαντικά, κυρίως λόγω της επίδρασης του συντονισμού πλασμονίου στην επιφάνεια των νανοσωματιδίων αργύρου.Το μήκος κύματος απορρόφησης των νανοσυρμάτων TiO2 δεν βελτιώνεται σημαντικά σε σύγκριση με το στενό χάσμα ζώνης των σύνθετων νανοσωματιδίων NiS.Συνοπτικά, μετά από σύνθετα νανοσωματίδια θειούχου νικελίου και αργύρου στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων διοξειδίου του τιτανίου, τα χαρακτηριστικά απορρόφησης φωτός βελτιώνονται σημαντικά και το εύρος απορρόφησης φωτός επεκτείνεται από το υπεριώδες στο ορατό φως, γεγονός που βελτιώνει τον ρυθμό χρήσης των νανοσυρμάτων διοξειδίου του τιτανίου.φως που βελτιώνει την ικανότητα του υλικού να παράγει φωτοηλεκτρόνια.
Τα διάχυτα φάσματα ανάκλασης UV/Vis φρέσκων νανοσυρμάτων TiO2, νανοσύνθετων NiS/TiO2 και νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2.
Στο σχ.11 δείχνει τον μηχανισμό της φωτοχημικής αντοχής στη διάβρωση των νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2 υπό ακτινοβολία ορατού φωτός.Με βάση τη δυναμική κατανομή των νανοσωματιδίων αργύρου, του θειούχου νικελίου και της ζώνης αγωγιμότητας του διοξειδίου του τιτανίου, προτείνεται ένας πιθανός χάρτης του μηχανισμού αντοχής στη διάβρωση.Επειδή το δυναμικό της ζώνης αγωγιμότητας του νανοαργυρίου είναι αρνητικό σε σύγκριση με το θειούχο νικέλιο και το δυναμικό της ζώνης αγωγιμότητας του θειούχου νικελίου είναι αρνητικό σε σύγκριση με το διοξείδιο του τιτανίου, η κατεύθυνση της ροής ηλεκτρονίων είναι κατά προσέγγιση Ag→NiS→TiO2→304 από ανοξείδωτο χάλυβα.Όταν το φως ακτινοβολείται στην επιφάνεια του νανοσύνθετου υλικού, λόγω της επίδρασης του συντονισμού του επιφανειακού πλασμονίου του νανοαργυρίου, ο νανοάργυρος μπορεί να δημιουργήσει γρήγορα φωτοδημιουργούμενες οπές και ηλεκτρόνια και τα φωτοπαραγόμενα ηλεκτρόνια μετακινούνται γρήγορα από τη θέση της ζώνης σθένους στη θέση της ζώνης αγωγιμότητας λόγω διέγερσης.Διοξείδιο του τιτανίου και θειούχο νικέλιο.Δεδομένου ότι η αγωγιμότητα των νανοσωματιδίων αργύρου είναι πιο αρνητική από αυτή του θειούχου νικελίου, τα ηλεκτρόνια στο TS των νανοσωματιδίων αργύρου μετατρέπονται γρήγορα σε TS θειούχου νικελίου.Το δυναμικό αγωγιμότητας του θειούχου νικελίου είναι πιο αρνητικό από αυτό του διοξειδίου του τιτανίου, έτσι τα ηλεκτρόνια του θειούχου νικελίου και η αγωγιμότητα του αργύρου συσσωρεύονται γρήγορα στο CB του διοξειδίου του τιτανίου.Τα παραγόμενα φωτοπαραγόμενα ηλεκτρόνια φτάνουν στην επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα 304 μέσω της μήτρας τιτανίου και τα εμπλουτισμένα ηλεκτρόνια συμμετέχουν στη διαδικασία καθοδικής μείωσης του οξυγόνου του ανοξείδωτου χάλυβα 304.Αυτή η διαδικασία μειώνει την καθοδική αντίδραση και ταυτόχρονα καταστέλλει την αντίδραση ανοδικής διάλυσης του ανοξείδωτου χάλυβα 304, επιτυγχάνοντας έτσι την καθοδική προστασία του ανοξείδωτου χάλυβα 304. Λόγω του σχηματισμού του ηλεκτρικού πεδίου της ετεροσύνδεσης στο νανοσύνθετο Ag/NiS/TiO2, το αρνητικό δυναμικό του νανοσύνθετου είναι πιο αποτελεσματικό για τη μετατόπιση. εφέ καθοδικής προστασίας από ανοξείδωτο χάλυβα 304.
Σχηματικό διάγραμμα της φωτοηλεκτροχημικής αντιδιαβρωτικής διεργασίας νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2 σε ορατό φως.
Σε αυτή την εργασία, τα νανοσωματίδια νικελίου και θειούχου αργύρου συντέθηκαν στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων TiO2 με μια απλή μέθοδο εμβάπτισης και φωτοαναγωγής.Πραγματοποιήθηκε μια σειρά μελετών για την καθοδική προστασία νανοσύνθετων Ag/NiS/TiO2 σε ανοξείδωτο χάλυβα 304.Με βάση τα μορφολογικά χαρακτηριστικά, την ανάλυση της σύνθεσης και την ανάλυση των χαρακτηριστικών απορρόφησης φωτός, προέκυψαν τα ακόλουθα κύρια συμπεράσματα:
Με έναν αριθμό κύκλων εμποτισμού-απόθεσης θειούχου νικελίου 6 και συγκέντρωση νιτρικού αργύρου για φωτοαναγωγή 0,1 mol/l, τα προκύπτοντα νανοσύνθετα Ag/NiS/TiO2 είχαν καλύτερη καθοδική προστατευτική επίδραση στον ανοξείδωτο χάλυβα 304.Σε σύγκριση με ένα κορεσμένο ηλεκτρόδιο καλομέλας, το δυναμικό προστασίας φτάνει τα -925 mV και το ρεύμα προστασίας φτάνει τα 410 μA/cm2.
Ένα ηλεκτρικό πεδίο ετεροσύνδεσης σχηματίζεται στη νανοσύνθετη διεπαφή Ag/NiS/TiO2, το οποίο βελτιώνει τη διαχωριστική ισχύ των φωτοπαραγόμενων ηλεκτρονίων και οπών.Ταυτόχρονα, αυξάνεται η απόδοση χρήσης του φωτός και το εύρος απορρόφησης φωτός επεκτείνεται από την υπεριώδη περιοχή στην ορατή περιοχή.Το νανοσύνθετο θα εξακολουθεί να διατηρεί την αρχική του κατάσταση με καλή σταθερότητα μετά από 4 κύκλους.
Τα πειραματικά παρασκευασμένα νανοσύνθετα Ag/NiS/TiO2 έχουν ομοιόμορφη και πυκνή επιφάνεια.Το θειούχο νικέλιο και τα νανοσωματίδια αργύρου συνδυάζονται ομοιόμορφα στην επιφάνεια των νανοσυρμάτων TiO2.Τα σύνθετα νανοσωματίδια φερρίτη κοβαλτίου και αργύρου είναι υψηλής καθαρότητας.
Li, MC, Luo, SZ, Wu, PF & Shen, JN Φωτοκαθοδική προστασία μεμβρανών TiO2 για ανθρακούχο χάλυβα σε διαλύματα NaCl 3%. Li, MC, Luo, SZ, Wu, PF & Shen, JN Φωτοκαθοδική προστασία μεμβρανών TiO2 για ανθρακούχο χάλυβα σε διαλύματα NaCl 3%. Li, MC, Luo, SZ, Wu, PF & Shen, JN Φωτογραφικό φαινόμενο για πλέγμα TiO2 σε 3% διαλύματα NaCl. Li, MC, Luo, SZ, Wu, PF & Shen, JN Φωτοκάθοδος προστατευτική επίδραση μεμβρανών TiO2 για ανθρακούχο χάλυβα σε διαλύματα NaCl 3%. Li, MC, Luo, SZ, Wu, PF & Shen, JN TiO2 薄膜在3% NaCl 溶液中对碳钢的光阴极保护效果。 Li, MC, Luo, SZ, Wu, PF & Shen, JN TiO2 薄膜在3% NaCl 溶液中对碳钢的光阴极保护效果。 Li, MC, Luo, SZ, Wu, PF & Shen, JN. Li, MC, Luo, SZ, Wu, PF & Shen, JN Φωτοκαθοδική προστασία ανθρακούχου χάλυβα με λεπτές μεμβράνες TiO2 σε διάλυμα NaCl 3%.Ηλεκτροχημ.Acta 50, 3401–3406 (2005).
Li, J., Lin, CJ, Lai, YK & Du, RG Φωτοπαραγόμενη καθοδική προστασία φιλμ TiO2 που μοιάζει με λουλούδι, νανοδομή, N-doped σε ανοξείδωτο χάλυβα. Li, J., Lin, CJ, Lai, YK & Du, RG Φωτοπαραγόμενη καθοδική προστασία φιλμ TiO2 που μοιάζει με λουλούδι, νανοδομή, N-doped σε ανοξείδωτο χάλυβα.Lee, J., Lin, SJ, Lai, YK and Du, RG Φωτοπαραγόμενη καθοδική προστασία ενός νανοδομημένου φιλμ TiO2 με πρόσμειξη αζώτου σε μορφή λουλουδιού σε ανοξείδωτο χάλυβα. Li, J., Lin, CJ, Lai, YK & Du, RG 花状纳米结构N 掺杂TiO2 薄膜在不锈钢上的光生阴极保护、 Li, J., Lin, CJ, Lai, YK & Du, RG.Lee, J., Lin, SJ, Lai, YK and Du, RG Φωτοπαραγόμενη καθοδική προστασία από νανοδομημένες λεπτές μεμβράνες σε σχήμα λουλουδιού TiO2 με πρόσμειξη αζώτου σε ανοξείδωτο χάλυβα.σερφ Ένα παλτό.τεχνολογία 205, 557–564 (2010).
Zhou, MJ, Zeng, ZO & Zhong, L. Φωτοπαραγόμενες ιδιότητες προστασίας καθόδου επίστρωσης TiO2/WO3 νανο-μεγέθους. Zhou, MJ, Zeng, ZO & Zhong, L. Φωτοπαραγόμενες ιδιότητες προστασίας καθόδου επίστρωσης TiO2/WO3 νανο-μεγέθους.Zhou, MJ, Zeng, ZO and Zhong, L. Φωτοπαραγόμενες καθοδικές προστατευτικές ιδιότητες επίστρωσης νανοκλίμακας TiO2/WO3. Zhou, MJ, Zeng, ZO & Zhong, L. 纳米TiO2/WO3 涂层的光生阴极保护性能。 Zhou, MJ, Zeng, ZO & Zhong, L. 纳米TiO2/WO3 涂层的光生阴极保护性能。Zhou MJ, Zeng ZO και Zhong L. Φωτοδημιουργήθηκαν καθοδικές προστατευτικές ιδιότητες επικαλύψεων nano-TiO2/WO3.κόρος.η επιστήμη.51, 1386–1397 (2009).
Park, H., Kim, KY & Choi, W. Φωτοηλεκτροχημική προσέγγιση για την πρόληψη της διάβρωσης μετάλλων με χρήση φωτοάνοδος ημιαγωγών. Park, H., Kim, KY & Choi, W. Φωτοηλεκτροχημική προσέγγιση για την πρόληψη της διάβρωσης μετάλλων με χρήση φωτοάνοδος ημιαγωγών.Park, H., Kim, K.Yu.και Choi, V. Μια φωτοηλεκτροχημική προσέγγιση για την πρόληψη της διάβρωσης μετάλλων χρησιμοποιώντας μια φωτοάνοδο ημιαγωγού. Park, H., Kim, KY & Choi, W. 使用半导体光阳极防止金属腐蚀的光电化学方法。 Park, H., Kim, KY & Choi, W.Park H., Kim K.Yu.και Choi V. Φωτοηλεκτροχημικές μέθοδοι για την πρόληψη της διάβρωσης των μετάλλων με χρήση φωτοανόδων ημιαγωγών.J. Φυσική.Χημική ουσία.V. 106, 4775–4781 (2002).
Shen, GX, Chen, YC, Lin, L., Lin, CJ & Scantlebury, D. Μελέτη για μια υδρόφοβη επίστρωση nano-TiO2 και τις ιδιότητές της για αντιδιαβρωτική προστασία μετάλλων. Shen, GX, Chen, YC, Lin, L., Lin, CJ & Scantlebury, D. Μελέτη για μια υδρόφοβη επίστρωση nano-TiO2 και τις ιδιότητές της για αντιδιαβρωτική προστασία μετάλλων. Shen, GX, Chen, YC, Lin, L., Lin, CJ & Scantlebury, D. Shen, GX, Chen, YC, Lin, L., Lin, CJ & Scantlebury, D. Διερεύνηση μιας υδρόφοβης επίστρωσης νανο-TiO2 και των ιδιοτήτων της για αντιδιαβρωτική προστασία μετάλλων. Shen, GX, Chen, YC, Lin, L., Lin, CJ & Scantlebury, D. 疏水纳米二氧化钛涂层及其金属腐蚀防护性能纳米二氧化钛涂层及其金属腐蚀防护性能纽 Shen, GX, Chen, YC, Lin, L., Lin, CJ & Scantlebury, D. Μελέτη της επίστρωσης νανο-διοξειδίου του τιτανίου 疵水 και των ιδιοτήτων προστασίας από τη διάβρωση μετάλλων. Shen, GX, Chen, YC, Lin, L., Lin, CJ & Scantlebury, D. Shen, GX, Chen, YC, Lin, L., Lin, CJ & Scantlebury, D. Υδροφοβικές επιστρώσεις νανο-TiO2 και οι ιδιότητες αντιδιαβρωτικής προστασίας τους για μέταλλα.Ηλεκτροχημ.Acta 50, 5083–5089 (2005).
Yun, H., Li, J., Chen, HB & Lin, CJ Μια μελέτη για τις επιστρώσεις νανο-TiO2 τροποποιημένες με N, S και Cl για αντιδιαβρωτική προστασία από ανοξείδωτο χάλυβα. Yun, H., Li, J., Chen, HB & Lin, CJ Μια μελέτη για τις επιστρώσεις νανο-TiO2 τροποποιημένες με N, S και Cl για αντιδιαβρωτική προστασία από ανοξείδωτο χάλυβα.Yun, H., Li, J., Chen, HB and Lin, SJ Διερεύνηση επικαλύψεων νανο-TiO2 τροποποιημένων με άζωτο, θείο και χλώριο για αντιδιαβρωτική προστασία από ανοξείδωτο χάλυβα. Yun, H., Li, J., Chen, HB & Lin, CJ N、S 和Cl 改性纳米二氧化钛涂层用于不锈钢腐蚀防护穄纳米二氧化钛涂层用于不锈钢腐蚀防护穄穄 Yun, H., Li, J., Chen, HB & Lin, CJ N、S和Cl Yun. Yun, H., Li, J., Chen, HB & Lin, CJ Nano-TiO2 τροποποιημένες επιστρώσεις N, S και Cl για αντιδιαβρωτική προστασία από ανοξείδωτο χάλυβα.Ηλεκτροχημ.Τόμος 52, 6679–6685 (2007).
Zhu, YF, Du, RG, Chen, W., Qi, HQ & Lin, CJ Ιδιότητες φωτοκαθοδικής προστασίας τρισδιάστατων μεμβρανών δικτύου τιτανικού νανοσύρματος που παρασκευάζονται με συνδυασμένη μέθοδο sol-gel και υδροθερμική. Zhu, YF, Du, RG, Chen, W., Qi, HQ & Lin, CJ Ιδιότητες φωτοκαθοδικής προστασίας τρισδιάστατων μεμβρανών δικτύου τιτανικού νανοσύρματος που παρασκευάζονται με συνδυασμένη μέθοδο sol-gel και υδροθερμική. Zhu, YF, Du, RG, Chen, W., Qi, HQ & Lin, CJ Zhu, YF, Du, RG, Chen, W., Qi, HQ & Lin, CJ Φωτοκαθοδικές προστατευτικές ιδιότητες τρισδιάστατων δικτυωμένων μεμβρανών νανοσυρμάτων τιτανικού που παρασκευάζονται με συνδυασμένη μέθοδο sol-gel και υδροθερμική. Zhu, Yf, Du, Rg, Chen, W., Qi, Hq & Lin, CJ 溶胶-凝胶 和 水热 备 三维钛酸 盐纳 米线 网络 薄膜 的 的 光 阴 极 极 保护 性能 性能 Zhu, YF, Du, RG, Chen, W., Qi, HQ & Lin, CJ.Οι προστατευτικές ιδιότητες του 消铺-铲和水热法发气小水小水化用线线电视电器电影电影电影电影. Zhu, YF, Du, RG, Chen, W., Qi, HQ & Lin, CJ Zhu, YF, Du, RG, Chen, W., Qi, HQ & Lin, CJ Ιδιότητες φωτοκαθοδικής προστασίας τρισδιάστατων λεπτών μεμβρανών δικτύου νανοσύρματος τιτανικού που παρασκευάζονται με μεθόδους sol-gel και υδροθερμικές μεθόδους.Ηλεκτροχημεία.communicate 12, 1626–1629 (2010).
Lee, JH, Kim, SI, Park, SM & Kang, M. Ένα φωτοκαταλυτικό σύστημα ευαισθητοποιημένου με NiS TiO2 ετεροσύνδεσης pn για αποτελεσματική φωτοαναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα σε μεθάνιο. Lee, JH, Kim, SI, Park, SM & Kang, M. Ένα φωτοκαταλυτικό σύστημα ευαισθητοποιημένο με NiS TiO2 ετεροσύνδεσης pn για αποτελεσματική φωτοαναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα σε μεθάνιο.Lee, JH, Kim, SI, Park, SM, and Kang, M. Ένα φωτοκαταλυτικό σύστημα ευαισθητοποιημένου TiO2 με pn-ετεροσύνδεση NiS για αποτελεσματική φωτοαναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα σε μεθάνιο. Lee, Jh, Kim, Si, Park, SM & Kang, Μ. Lee, JH, Kim, SI, Park, SM & Kang, M.Lee, JH, Kim, SI, Park, SM, and Kang, M. Ένα φωτοκαταλυτικό σύστημα ευαισθητοποιημένου TiO2 με pn-ετεροσύνδεση NiS για αποτελεσματική φωτοαναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα σε μεθάνιο.κεραμικά.Ερμηνεία.43, 1768–1774 (2017).
Wang, QZ et al.Το CuS και το NiS δρουν ως συν-καταλύτες για την ενίσχυση της φωτοκαταλυτικής έκλυσης υδρογόνου στο TiO2.Ερμηνεία.J.Hydro.Energy 39, 13421–13428 (2014).
Liu, Y. & Tang, C. Ενίσχυση της φωτοκαταλυτικής εξέλιξης του H2 πάνω από φιλμ νανο-φύλλων TiO2 με επιφανειακή φόρτωση νανοσωματιδίων NiS. Liu, Y. & Tang, C. Ενίσχυση της φωτοκαταλυτικής εξέλιξης του H2 πάνω από φιλμ νανο-φύλλων TiO2 με επιφανειακή φόρτωση νανοσωματιδίων NiS.Liu, Y. and Tang, K. Ενίσχυση της φωτοκαταλυτικής απελευθέρωσης H2 σε μεμβράνες νανοφύλλων TiO2 με επιφανειακή φόρτωση νανοσωματιδίων NiS. Liu, Y. & Tang, C. 通过表面负载NiS 纳米颗粒增强TiO2 纳米片薄膜上的光催化产氢。 Liu, Y. & Tang, C.Liu, Y. and Tang, K. Βελτιωμένη παραγωγή φωτοκαταλυτικού υδρογόνου σε λεπτές μεμβράνες νανοφύλλων TiO2 με την εναπόθεση νανοσωματιδίων NiS στην επιφάνεια.las.J. Φυσική.Χημική ουσία.A 90, 1042–1048 (2016).
Huang, XW & Liu, ZJ Συγκριτική μελέτη της δομής και των ιδιοτήτων των μεμβρανών νανοσύρματος με βάση Ti–O που παρασκευάζονται με μεθόδους ανοδίωσης και χημικής οξείδωσης. Huang, XW & Liu, ZJ Συγκριτική μελέτη της δομής και των ιδιοτήτων των μεμβρανών νανοσύρματος με βάση Ti–O που παρασκευάζονται με μεθόδους ανοδίωσης και χημικής οξείδωσης. Huang, XW & Liu, ZJ Сравнительное исследование структуры и свойств пленок нанопроводов на основе Ti-O, полученных методами анодирования и химического окисления. Huang, XW & Liu, ZJ Συγκριτική μελέτη της δομής και των ιδιοτήτων των μεμβρανών νανοσύρματος Ti-O που λαμβάνονται με μεθόδους ανοδίωσης και χημικής οξείδωσης. Huang, XW & Liu, ZJ 阳极氧化法和化学氧化法制备的Ti-O 基纳米线薄蔜结构和性能的 Huang, XW & Liu, ZJ 阳极oxidation法和chemicaloxidation法preparation的Ti-O基基基小线δομή λεπτής μεμβράνης和ιδιοτήτων的συγκριτική έρευνα. Huang, XW & Liu, ZJ Сравнительное исследование структуры и свойств тонких пленок из нанопроволоки на основе Ti-O, полученных анодированием и химическим окислением. Huang, XW & Liu, ZJ Μια συγκριτική μελέτη της δομής και των ιδιοτήτων των λεπτών μεμβρανών νανοσύρματος Ti-O που παρασκευάζονται με ανοδίωση και χημική οξείδωση.J. Alma mater.Science technology 30, 878–883 (2014).
Li, H., Wang, XT, Liu, Y. & Hou, BR Ag και SnO2 συνευαισθητοποιημένες φωτοάνοδοι TiO2 για προστασία του 304SS υπό ορατό φως. Li, H., Wang, XT, Liu, Y. & Hou, BR Ag και SnO2 συνευαισθητοποιημένες φωτοάνοδοι TiO2 για προστασία του 304SS υπό ορατό φως. Li, H., Wang, XT, Liu, Y. & Hou, BR Ag και SnO2 ενσωματώθηκαν στην ευαισθησία του TiO2 για το 304SS στο βλέμμα του κόσμου. Li, H., Wang, XT, Liu, Y. & Hou, BR Ag και SnO2 συνευαισθητοποιήθηκαν φωτοάνοδοι TiO2 για την προστασία του 304SS στο ορατό φως. Li, H., Wang, XT, Liu, Y. & Hou, BR Ag 和SnO2 共敏化TiO2 光阳极，用于在可见光下保护304SS。 Li, H., Wang, XT, Liu, Y. & Hou, BR Ag Li, H., Wang, XT, Liu, Y. & Hou, BR Фотоанод TiO2, ενσωματώθηκε σε ευαισθητοποίηση Ag και SnO2, για 304SS σε βλέπε κόσμο. Li, H., Wang, XT, Liu, Y. & Hou, BR Μια φωτοάνοδος TiO2 συνευαισθητοποιημένη με Ag και SnO2 για θωράκιση ορατού φωτός 304SS.κόρος.η επιστήμη.82, 145–153 (2014).
Wen, ZH, Wang, N., Wang, J. & Hou, BR Ag και CoFe2O4 συνευαισθητοποιημένο νανοσύρμα TiO2 για φωτοκαθοδική προστασία 304 SS υπό ορατό φως. Wen, ZH, Wang, N., Wang, J. & Hou, BR Ag και CoFe2O4 συνευαισθητοποιημένο νανοσύρμα TiO2 για φωτοκαθοδική προστασία 304 SS υπό ορατό φως.Wen, ZH, Wang, N., Wang, J. and Howe, BR Ag και CoFe2O4 συνευαισθητοποιήθηκαν με νανοσύρμα TiO2 για προστασία φωτοκαθόδου 304 SS στο ορατό φως. Wen, ZH, Wang, N., Wang, J. & Hou, BR Ag 和CoFe2O4 共敏化TiO2 纳米线，用于在可见光下对304 SS 进衡 Wen, ZH, Wang, N., Wang, J. & Hou, BR AgΣυνευαισθητοποιημένα νανοσύρματα TiO2 Wen, ZH, Wang, N., Wang, J. and Howe, BR Ag και CoFe2O4 για προστασία φωτοκαθόδου 304 SS στο ορατό φως.Ερμηνεία.J. Ηλεκτροχημεία.η επιστήμη.13, 752–761 (2018).
Bu, YY & Ao, JP Ανασκόπηση για φωτοηλεκτροχημική καθοδική προστασία λεπτών μεμβρανών ημιαγωγών για μέταλλα. Bu, YY & Ao, JP Ανασκόπηση για τη φωτοηλεκτροχημική καθοδική προστασία λεπτών υμενίων ημιαγωγών για μέταλλα. Bu, YY & Ao, JP Obzor фотоэлектрохимической катодной защиты тонких полупроводниковых пленок для металлов. Bu, YY & Ao, JP Review of Photoelectrochemical Cathodic Protection of Semiconductor Thin Films for Metals. Bu, YY & Ao, JP 金属光电化学阴极保护半导体薄膜综述。 Bu, YY & Ao, JP metallization 光电视光阴极电影电影电影电视设计。 Bu, YY & Ao, JP Обзор металлической фотоэлектрохимической катодной защиты тонких полупроводниковых пленок. Bu, YY & Ao, JP Ανασκόπηση μεταλλικής φωτοηλεκτροχημικής καθοδικής προστασίας λεπτών φιλμ ημιαγωγών.Ένα περιβάλλον πράσινης ενέργειας.2, 331–362 (2017).